Área de Medio Ambiente Marino y Protección Ambiental - Proyectos de Investigación
Título: Transformaciones biogeoquímicas del nitrógeno en zonas de elevada y baja productividad en el Mar de Alborán.
Acrónimo: NITROALBORAN
Investigador principal: Jesús Mercado Cardona (C.O. Málaga)
Coordinador principal del proyecto cooperativo: Jesús Mercado Cardona
Entidades financiadoras: MEC Plan Nacional I+D+I 2004-2007, IEO
Otras Instituciones participantes: Universidad de Málaga
Fecha inicio: 01/2007
Fecha final: 12/2009
Tipo: Proyecto de investigación
Resumen:
Se estudiará el ciclo biogeoquímico del nitrógeno en el Mar de Alborán con el fin de establecer el grado de limitación de la producción primaria por la disponibilidad de este nutriente. Esto permitirá a su vez determinar la respuesta potencial de las comunidades de fitoplancton al incremento de la concentración de nitrato debido al aumento de las descargas desde fuentes terrestres. Para esto se propone la realización de una campaña oceanográfica en que se muestrearán 15 estaciones distribuidas en tres transectos que cruzan perpendicularmente las principales estructuras hidrológicas presentes en la cuenca occidental de Alborán: el área de afloramiento en la parte norte y el giro anticiclónico que ocupa la parte central de la cuenca. En cada estación se obtendrán perfiles de salinidad, temperatura, fluorescencia y radiación fotosintéticamente activa. También se obtendrán datos de concentración de nutrientes inorgánicos disueltos, nitrógeno orgánico disuelto y composición elemental de la materia orgánica particulada (incluyendo datos de d15N). Por otro lado, se caracterizarán las comunidades de fitoplancton a partir de los valores de clorofila a total y fraccionada por clase de tamaños, composición taxonómica y espectros de tamaños, lo que permitirá identificar las comunidades tipo presentes en la zona de estudio. A partir de los valores de clorofila a, se seleccionarán las estaciones con mayor contraste en cuanto a su productividad para llevar a cabo un estudio exhaustivo de los procesos biogeoquímicos que pueden aportar nitrógeno a la zona eufótica. En esas estaciones se estimarán las tasas de producción primaria nueva y regenerada a partir de experimentos de incorporación de diferentes fuentes de 15N asimilables por el fitoplancton. Asimismo, se determinarán tasas de fijación de N2 atmosférico, proceso que puede también contribuir a la producción nueva en el Mediterráneo pero que nunca ha sido aquí estimado de forma directa. La aportación de nitrato por turbulencia vertical será evaluada a partir de los datos hidrológicos. También se determinarán las tasas de nitrificación y así como la excreción de amonio por el zooplancton, lo que permitirá estimar el aporte de N debido a estos procesos. En base a todo este conjunto de datos, se podrá caracterizar el metabolismo del nitrógeno de las comunidades tipo identificadas. Con el fin de relacionar el metabolismo de cada comunidad tipo con su papel en la exportación de carbono hacia la zona afótica, se medirá simultáneamente la incorporación de carbono inorgánico (mediante experimentos de enriquecimiento con 13C) y la actividad respiratoria (mediante la determinación de la actividad del sistema de transporte de electrones). Finalmente, la sensibilidad potencial de las comunidades de fitoplancton al enriquecimiento por nutrientes será determinada directamente mediante la realización de experimentos de adición de nitrato y fosfato.
Objetivos:
- Caracterizar la estructura de tamaños y composición taxonómica de las comunidades planctónicas en dominios hidrológicos diferentes del Mar de Alborán con el fin de identificar las comunidades tipo bajo un punto de vista funcional.
- Estimar las tasas de incorporación de nitrato, amonio y urea por el fitoplancton mediante dos aproximaciones complementarias: la experimentación "in situ" y la determinación de la actividad nitrato reductasa. Evaluar la utilidad de esta última como aproximación al cálculo de las tasas de incorporación de nitrato en diferentes comunidades tipo.
- Determinar si se produce fijación de nitrógeno atmosférico en el área de estudio y establecer, en su caso, el significado de este proceso en términos cuantitativos en relación con el suministro global de nitrato a la zona eufótica.
- Cuantificar las tasas de nitrificación en la columna de agua y su importancia en el suministro de nitrato hacia la zona eufótica.
- Determinar el papel del zooplancton como fuente de nutrientes nitrogenados mediante la estimación de los procesos de excreción de amonio y nitrógeno orgánico disuelto en la columna de agua.
- Realizar un balance entre la producción primaria y la respiración del microplancton en la columna de agua. Relacionar dicho balance con el estado trófico de las comunidades (definido en términos de producción nueva y regenerada).
- Determinar la respuesta de las comunidades tipo de fitoplancton al enriquecimiento en nutrientes (nitrógeno y fósforo), con el fin de establecer el grado de limitación de la producción primaria por nitrógeno.
